Jakiej klasy uszczelki potrzebujesz do wysokociśnieniowych wiertnic skalnych powyżej 200 bar?

W ciśnieniach od 200 bar i wyższych standardowe uszczelki z poliuretanu o twardości Shore 90 ulegają awarii, której nie obserwuje się przy niższych ciśnieniach: wypychaniu materiału uszczelki do szczeliny pierścienia wspierającego. W zakresie ciśnień 160–185 bar uszczelka ulega odwracalnej deformacji sprężystej pod wpływem ciśnienia i powraca do pierwotnego kształtu podczas ruchu zwrotnego. Powyżej 195–200 bar naprężenie kontaktowe w szczelinie pomiędzy uszczelką a pierścieniem wspierającym przekracza wytrzymałość materiału na rozrywanie przy danej temperaturze roboczej, co powoduje stopniowe wypychanie materiału uszczelki do tej szczeliny w ciągu 500–800 cykli uderzeniowych. Rozwiązaniem nie jest zastosowanie twardszej uszczelki, lecz połączenie mieszanki o twardości Shore 95 z pierścieniem wspierającym wykonanym z PTFE, zaprojektowanym tak, aby luzy średnicowe nie przekraczały 0,08 mm.

Ciężki wiertnik produkcyjny HLX5T firmy Sandvik pracuje przy ciśnieniu uderzeniowym wynoszącym 190–210 bar, przy czym szczytowe ciśnienia zapobiegawcze przed zakleszczeniem osiągają 230 bar podczas zdarzeń zakleszczenia zestawu rur w formacjach kwarcytowych. Standardowy zestaw uszczelek PU określony dla tej maszyny ma twardość Shore 95, a nie Shore 90 — dodatkowo pierścień wspierający jest typu nawijanego z PTFE z dopasowaniem średnicowym 0,06 mm, a nie standardowego wtryskanego pierścienia z NBR stosowanego w zastosowaniach o niższym ciśnieniu. Użycie uszczelek o twardości Shore 90 w HLX5T – wyłącznie dlatego, że były dostępne na magazynie – skraca czas pracy między wymianami z 380–420 do 140–180 godzin. To właśnie szczytowe ciśnienie, a nie ciśnienie ustalone, powoduje zniszczenie uszczelki niewłaściwej klasy.

Wymagania dotyczące klasy uszczelek w zależności od klasy ciśnienia

Szczytowe ciśnienie — a nie nominalne ciśnienie robocze — określa minimalny stopień uszczelnienia. Każde urządzenie wyposażone w systemy zapobiegawcze przed zakleszczeniem lub zablokowaniem tłoczyska doświadcza przejściowych wzrostów ciśnienia o 20–30 bar powyżej wartości ustalonej, a dobór uszczelki musi uwzględniać te szczyty. HOVOO dostarcza zestawów uszczelek dopasowanych do klas ciśnienia dla platform HLX5T oraz ciężkich platform Atlas Copco, wraz ze specyfikacjami pierścieni zapasowych. Dane odniesienia dostępne na stronie hovooseal.com.